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1、汽油机排放控制系统的分析一、装备OBDⅡ的车辆排放系统车载诊断系统（OnBoardDiagnosis,OBD)1982年起源于美国。当时美国加利福尼亚州大气资源局制定了一项法规,要求自1988年开始所有在加利福尼亚州出售的车辆必须装备（OBDI),用以控制排放系统的失效。OBDI比较简单，仅监测氧传感器、EGR系统、燃油供给系统和发动机控制模块。1991年欧洲新车要求安装OBDII,1994年美国要求汽油车安装OBD0,1996年以后美国全部汽油车要求安装OBDII。1996年以后美国要求柴油车安装OBDⅡ。当车辆排放的HC、CO和NO,或燃油蒸发污染物排放量超过设定值时，O
2、BDII的故障指示灯（MIL)点亮，提醒驾驶者车辆排放系统存在故障。OBDn可诊断的汽车排放系统的主要故障有:汽车发动机随机缺火时引起的HC排放量的整体上升;催化转换器的净化效率下降到设定值之下;燃油系统空气泄漏;EGR系统故障引起排放量上升;关键传感器或其他排放控制装置失效等情况。图5-87为装备OBDⅡ的汽车发动机排放系统，其复杂程度是显而易见的。为了监控催化器的效率，在位于催化器下游处安装了第二个氧传感器，为确保炭罐的功能，系统装配了一个罐体开关阀和一个附加的油箱压力传感器,使从油箱的任何泄漏都受到监视。该系统还对二次空气装置，排气再循环装置.点火系统等系统进行监测，以
3、确保汽车尾气始终满足法规。二、本田公司NZLEV的排放控制技术图5-88为典型的排放控制系统之一。该系统由本田公司于1997年推出，装备该系统的车辆称为极低排放车辆（NearZeroLowEmissionsVehicle,NZLEV)。系统采取了对污染物三步控制与净化的排放控制系统。该系统由低温燃烧改善系统、复合式催化器、催化剂早期激活系统、高效率电加热催化器、超高精度空燃比控制系统等组成。低温燃烧改善主要通过采用单进气道的高涡流技术和雾化性能优良的喷油器等实现;复合式催化器由吸附型催化器和三效催化器两部分组成;催化剂的早期激活主要通过紧接排气口的1200?L/in2的紧凑型
4、Pd催化器和采用焊接技术的低热容量排气歧管实现;超高精度空燃比控制主要通过32位的ECU和A/f传感器等实现。NZLEV极低排放效果的获得主要靠对催化器、发动机燃烧过程和喷油控制系统三者之间的精密控制和良好匹配，其主要污染物控制措施可以归纳为:(D#气总管采用了有绝热层的低热惯量金属板冲压而成的排气管和紧接其后安装的1200?L/in2的Pd型紧凑型催化器;②采用了具有HC吸附功能和三效催化功能的复合式主催化净化催化器以及电加热催化器（ElectridlyHeatedCatalyst,EHC);③采用了高精度的EFI系统以及空燃比分缸控制技术;④采用了电控可变气门相位和升程装
5、置(VariableValveTimingandLiftElectronicControlSystem,VTEC)及可以改善冷启动时燃烧过程的燃烧系统。图5-87装备OBDII的汽车发动机排放系统1_炭羅；2—截止阀；3—空气流量计；4一节气门开度控制器：5—诊断接口；6—故瘅显示灯；7—净化阀；8—空气温度传感器；9一怠速控制器；10—进气歧管传感器：11一播气再循环阀；12—压差传感器；13—燃油压力调节器；14一喷油器；15—燃油滤滑器：丨6—油泵；17—压力控制器；18—点火线圈；19—敲缸传感器；20—转速传感器；21—相位传感器；22—水温传感器；23—二次空气泵
6、；24—二次空气阀；25_氧传感器；26—催化净化器：27—车身和底盘修理提示传感器。(b)图5-88本田公司NZLEV的发动机及排放控制系统〔37](a)MZLEV的发动机；（b)排放控制系统。NZLEV系统从冷启动开始到正常运转，对污染物分成三个阶段进行控制和净化（图5-89):第一阶段,用于汽车刚冷启动之后，通过VTEC机构关闭两个进气道中的一个，单进气道进气，在缸内形成强涡流，以改善低温时的燃烧,减少NM0G的生成。由于这时排气温度很低，紧凑型催化器尚未达到启燃温度，未燃HC的降低主要靠复合型催化器的吸附控制。第二阶段，即暖车过程，此时排气温度逐渐升高,复合型催化器吸
7、附的HC开始脱附，最后一级的电加热催化器EHC已达到启燃温度,脱附的HC在EHC上被催化净化;由于采取了一些相应的改进措施，紧凑型催化器也很快起燃。第三阶段，即正常运转阶段,此时，采用空燃比精确控制技术改善缸内燃烧过程,使燃烧过程生成的有害排放物表5-12列出了本田公司对NZLF.V的排放试验结果（LA-4测试循环），NZLEV的试验结果表明,汽车在城市行驶时,排出气体中的HC比大气中的含量还低。故单从这个参数而言，可以说该汽车不是“排出有害物”的交通工具，相反是“空气净化器”。另外，该车在10万mil
